高海拔、污秽、覆冰环境下超高压线路绝缘子交直流放电特性及闪络电压校正研究

根据在人工气候室内对交流160 kN级染污瓷质、玻璃及35 kV合成绝缘子以及一种形式的直流绝缘子大量的试验研究结果,得出了绝缘子在高海拔、污秽及覆冰条件下不同绝缘子的闪络特性,并分别分析了无覆冰时不同气压、污秽对绝缘子交、直流闪络电压的影响和高海拔污秽地区绝缘子覆冰量的变化对交直流闪络电压的影响;提出了不同海拔高度、污秽程度及覆冰量条件下试验中的各种绝缘子的交、直流闪络电压的初步校正公式及相应的特征指数。本文试验研究结果认为:绝缘子闪络电压随海拔升高、污秽加重和覆冰增加而呈幂函数或指数函数降低,而表征其下降速度的特征指数则与绝缘子型式、电压类别、污秽程度及覆冰量有一定关系。

电网络法计算交流特高压绝缘子串电压分布

特高压输电线路绝缘子串较长,电压分布很不均匀。为给线路工程提供设计参考数据,利用电网络法并结合试验,计算和分析了56片绝缘子串在干燥及污湿情况下的电压分布。结果表明:绝缘子劣化将加剧电压分布的不均匀;采用自身电容较大的绝缘子,增加杆塔高度和横担长度均能改善绝缘子串的电压分布;泄漏电导增大和不同位置绝缘子杂散电容的差异也可减小电压分布的不均匀性。在工程应用中,采用自身电容较大的绝缘子对改善特高压绝缘子串电压分布的效果最为明显。

±800kV特高压换流站直流侧操作过电压的仿真与研究

根据国内外现有的资料,利用PSCAD/EMTDC软件,建立了一个较完整的换流站操作过电压计算模型,研究了有关操作和故障情况下±800 kV换流站直流侧可能出现的操作过电压。计算换流站主要设备典型故障工况时,对交流母线、直流线路、中性母线等设备可能产生的最大操作过电压水平进行了分析,还针对避雷器配置方法以及有避雷器和无避雷器时的过电压计算进行了研究。仿真计算结果表明,其有利于进一步分析特高压直流输电系统中因交直流系统故障引起的操作过电压大小以及相应绝缘水平的确定。

大截面导线在重庆110kV电网改造应用的技术经济分析

重庆城区电网密集,线路走廊宝贵,原有导线受截面限制,载流量不能满足负荷发展需求。大截面导线技术能显著提高架空输电线路的输电容量,解决输电容量需求大而出线走廊资源有限的问题。简单介绍了目前我国大截面导线输电技术的工程应用现状与技术发展水平。围绕提高重庆110kV原有输电线路载流量30%所进行的增容改造工程,分析了应用大截面导线的可行性,并以重庆110kV原有输电线路中1条线路为例,综合分析采用大截面导线方案的静态投资和动态效益。提出了重庆地区110kV输电线路增容改造的优选方案,以达到送电线路增容改造过程中的社会效益和经济效益最大化。

特高压输电系统的过电压问题

介绍了国外特高压输电的发展现状,并着重阐述了目前国外特高压系统过电压存在的问题。针对内部过电压,分析了工频电压升高、潜供电流以及操作过电压所引起的问题,同时列出了各自可以采用的限制措施;针对防雷保护问题,分析了特高压输电线路的反击耐雷性能、绕击耐雷性能及绕击防护措施,并归纳比较了反击耐雷水平和绕击耐雷水平的计算方法。

基于进化规划方法的新型电压无功优化模型和算法

基于进化规划方法,提出了一种新型的电压无功优化模型和算法。利用高压网络支路电抗远大于电阻和节点电压相角差小的特点以及变比调整的注入功率表示,该模型将非线性无功潮流方程组简化为常系数线性化方程组,从而大幅度提高进化过程的迭代速度。另外,在算法中还采取了修正措施,以保证线性化精度。最后,通过算例验证了本文算法的有效性。

用TCSC和SVC提高交直流并联输电系统大干扰电压稳定性分析

简单介绍了直流输电在我国的发展,分析了电网将来可能出现的情况。尤其是采用交直流并联输电后,由于系统运行特性较为复杂且相互影响,从而使得大干扰后电压稳定性面临严峻考验。分析了静止无功补偿器SVC及可控串联补偿器TCSC的工作原理和数学模型,在电力系统中的作用及应用等。最后采用交直流并联输电模型,设置典型大干扰进行仿真,仿真结果证明了TCSC和SVC对提高并联系统大干扰电压稳定性具有显著作用。

统一潮流控制器的线性二次高斯控制/回路传输恢复技术设计

线性二次高斯控制/回路传输恢复技术(LQG/LTR)是一种多变量频域设计方法,它以良好的鲁棒性和解耦特性得到广泛的应用。本文基于UPFC的5阶动态模型以单机无穷大系统为例,采用LQG/LTR控制原理设计了 UPFC的LQG/LTR控制器。仿真结果表明,该控制方法具有比线性最优控制更好的动态品质,并具有干扰抑制能力,特别是对干扰信号能表示成白噪声的系统模型,从而使系统具有较好的鲁棒性和稳定性。

新型电压调整模块——带有源浮充平台的Buck变换器

针对基本Buck变换器在输入、输出电压相差悬殊时占空比过小问题,提出了一种新型电压调整模块——带有源浮充平台Buck变换器。该拓扑在基本Buck变换器中加入了有源浮充平台单元,不仅具有大变比的电压转换能力,输出电感电流的交错并联,而且具有自动均衡各相电感电流的能力,无需采取任何均流措施,具有控制电路简化、开关应力小和效率高等特点。对新拓扑进行了详细的稳态和动态分析,仿真和实验结果证明了对新拓扑理论分析的正确性。

高海拔下不同伞形结构750kV合成绝缘子短样交流污秽闪络特性及其比较

为适应高海拔污秽地区750kV线路外绝缘选择的要求,在人工气候室内模拟高海拔气压条件对三伞五组合伞形和大小伞形结构的二种750kV合成绝缘子短样的污秽闪络特性进行了试验研究,分析了试品污闪电压和污闪梯度与伞裙结构的关系以及海拔高度或气压对污闪电压的影响。结果表明:合成绝缘子的污闪电压与伞裙结构有密切关系;在同样的最短干弧距离下,简单伞形结构的合成绝缘子具有更高的污闪电压和污闪梯度,对于伞形结构复杂的合成绝缘子,虽然其爬电距离提高了,但其污闪电压没有明显提高;高海拔下合成绝缘子的气压影响特征指数n大于瓷和玻璃绝缘子,并受伞裙结构形式、污秽程度的影响,且随着污秽程度增加,n逐渐减小,此外,染污方法和方式对n也有一定影响但不明显。

基于预测-校正原对偶内点法的无功优化新模型

在有载可调变压器模型中引入虚拟节点,并通过该节点的电压来表示理想变压器对功率、电压的转换关系,由此在直角坐标系中建立了无功优化问题的二阶新模型。该新模型的海森矩阵是精确的常系数矩阵,在内点法迭代过程中只需要计算一次,从而缩短了每次迭代的计算时间。利用AMD算法对内点法修正方程的系数矩阵进行节点优化编号,减少了其LU分解所产生的注入元。通过存储海森矩阵的非零元素值、其行、列号及对应的拉格朗日乘子编号,提出了一种新的非零元素存储方式,极大地减少了海森矩阵与乘子线性组合的计算量。基于节点数从14到1338的7个测试系统进行了仿真计算,结果验证了所建模型与方法的正确性与有效性。这种建立模型的思想还可以应用到需要计算海森矩阵的动态无功优化、最优潮流以及状态估计等问题的算法中,以提高其计算速度。

超/特高压输电线路雷电绕击防护性能研究

输电线路跳闸的主要原因是雷击闪络,这与线路现有雷击跳闸模型与线路实际运行情况存在较大差异有关。文中以电磁场理论为基础,对高杆塔下击距系数进行研究,利用自编程序仿真,结果表明击距系数随着杆塔高度的增加而减小,雷电流幅值对击距系数没有影响,利用线性拟合方式得击距系数β与杆塔高度H的关系式为:β=1.18?H/108.69。引入击距系数,提出利用改进的电气几何模型对超特高压线路绕击耐雷性能进行分析,并以500kV鸭福线路为例进行计算和分析,结果表明根据文中仿真模型所推导的β公式计算该线路的跳闸率与实际线路运行情况比较吻合。同时,分析了杆塔高度、地面倾角、线路保护角、线路绝缘强度等对输电线路绕击耐雷性能的影响。

棒–板长空气间隙在低气压下雷电冲击特性及电压校正

文中在人工气候室内对0.5～2.0m的棒-板空气间隙雷电冲击50%放电电压U50与气压P的关系进行了系统的试验研究,分析了P对雷电冲击U50的影响,得到了U50与间隙距离d之间的关系.研究结果表明:0.5～2.0m棒-板空气间隙的U50与P之间满足幂函数关系,其幂指数即气压对U50影响的特征指数n与电压极性有关;当d＜1.0m时,n与d关系较密切,当d＞1.0m时,n与d关系不明显,且U50与d基本呈线性关系.提出了棒-板长空气间隙雷电冲击U50的海拔高度校正方法,并得到海拔每升高1km,正、负极性的U50分别下降8.7%和8.0%.

电压暂降分析方法研究

电压暂降问题随着敏感电力电子设备的大量应用而显得十分突出,而供电可靠性评价又未纳入暂降指标。为此,简要介绍了电压暂降的基本概念、主要特点和问题现状,详细论述了应用于电压暂降的实测统计法、随机预估法、基于变换域的方法(包括短时傅立叶变换、小波变换、S变换及Hilbert-Huang变换)、瞬时无功功率理论、分形分析方法、数学形态学等各种分析方法的基本原理、主要特点及适用范围,对各种方法作出比较总结后得出了小波变换和S变换这两种方法应用于电压暂降分析时在几种性能指标上取得较好效果的结论,最后指出了电压暂降问题今后的研究方向及工作重点。

光伏并网发电系统最大功率跟踪新算法及其仿真

根据光伏阵列的特性,开发了光伏阵列的通用仿真模型,该模型可以模拟任意日照和温度下光伏电池的输出特性。分析了光伏并网发电系统最大功率跟踪的算法,针对最常用的最大功率跟踪方法——扰动观察法的不足,提出了一种新的最大功率跟踪的新算法。在Matlab/Simulink下进行了建模与仿真。仿真结果表明该方法在一定程度上可解决光伏电池输出非线性的问题,有效地避免跟踪的偏差,能够准确地跟踪太阳能电池的最大功率点,有效地提高光伏电池的输出效率,其动态响应速度快,使光伏系统具有良好的动态和稳态性能。

无锁相环i_p-i_q检测任意次谐波电流的新方法

电力有源滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其关键的环节是实时准确地检测出谐波电流。为了检测出任意次谐波电流,消除其对电网的危害,提出了基于瞬时无功理论的无锁相环ip-iq检测方法,该法可检测三相三线制不对称系统任意次谐波的正、负序分量,并将其相加得到任意次谐波电流,而无锁相环ip-iq检测法中的变换矩阵中的频率换为一个固定值可省去传统ip-iq检测方法中锁相环,简化了电路。理论分析表明,ip-iq变换过程中频率偏差不影响检测结果,且可通过设置变换矩阵频率实现对任意次谐波的检测。仿真结果证实了本文所提出新方法的准确性。

GIS内4种典型缺陷的局部放电超高频数学模型构建

通过对GIS内4种典型绝缘缺陷的物理模型试验,获得大量的PD超高频信号数据。对获取的,n-u-t三维谱图样本数据,用统一化和归一化的方法得到对应的二维散点图,采用高斯函数构建4种常见绝缘缺陷的数学模型,总结出构造原则和方法。用定义的误差判定系数、根的均方误差值来定量分析模型的误差,通过功率谱相似性参数NCC的定量计算和时频域SPWVD分析以及人工加噪后用复小波变换技术去噪的应用研究,进一步证明该数学模型可用于GIS中PD超高频仿真研究。最后指出只要适当地调节数学模型中的参数值,就适合于不同绝缘缺陷所对应的物理模型。

行波法与阻抗法结合的综合单端故障测距新方法

提出了一种基于小波变换模极大值的行波法与阻抗法相结合的单端故障测距方法。首先用行波法进行单端故障测距,利用故障点的反射行波与入射行波到达测量端的时间差计算故障距离。行波法不用区分故障点的反射波和对端母线的反射波以及相邻线路的折射波,故得到多个测距结果,再用单端阻抗法对行波法测距结果进行筛选,选择最接近的一个结果作为最终测距结果。仿真计算表明,所述测距方法不受故障类型、系统运行方式等因素影响,鲁棒性较强。

灰色预测参数模型新模式及其在电气绝缘故障预测中的应用

以灰色系统理论为基础 ,研究电气绝缘故障诊断的灰色预测模型新模式及其应用 .建立了适用于电气设备绝缘故障诊断的一次拟合参数灰色预测的新模型 ,并给出了新模式的建模过程 ,提出将原始数据经弱化算子作用后进行一次指数平滑运算并对背景值进行改造的方法 ,并以实例进行了检验 ,结果表明该方法的可行性和有效性 .

GIS超高频局放信号的数学建模

在已设计的高压导体金属突出物缺陷物理模型的基础上,针对GIS局部放电超高频内置传感器检测的该缺陷产生的局放信号波形,采用数据拟合方法建立了用于仿真研究的数学模型。通过拟合误差、MUSCI功率谱和FFT频域分析,证明了所构建数学模型的正确性,并给出了该数学模型参数。最后验证了运用复小波变换技术在白噪声中可以提取该数学模型的超高频局放仿真信号。